本實用新型屬于光學薄膜和光學精密測量與控制技術領域，更具體地，涉及一種雙路電控納線簇電極的電調光透射薄膜。

背景技術：

通常情況下，光波在薄膜界面因反射和折射被分離成反射波以及穿過薄膜的透射波，這兩部分波束所輸運的能量一般依據環境和膜介質的介電行為呈特定比率，以特征反射及透射率/系數加以表征。一般而言，針對特定用途的光學薄膜常基于設計和工藝顯示限定性或固定化的光反射與透射效能，如典型的高反射率、高透過率、高分光或濾光性、高偏振性等，所構建的輸運光波常被限定在特定譜域內。在人類的生產、生活和科研活動中所能接觸到的光波，大多源于地球、太陽、星體或人工光源。隨著近些年光源技術的快速發展，種類繁多并具有特定波譜、強度、偏振、波前與波列長度的光輻射層出不窮，對光敏裝置的光輻照防護、視覺保護或危害減輕等均提出了更高要求。迄今為止，基于面陣CMOS或CCD光敏芯片的成像探測技術，在航空、航天、船舶、機械、電子、科研及消費等領域獲得廣泛應用，它們均以執行光電轉換的功能化光敏結構為信息載體，具有特定的輻照適用范圍，會在強光閃耀或強功率激光照射下因響應迅速飽和而喪失成像分辨能力甚至探測功能，包括極端情況下的光敏結構損毀等。眼睛是人類接收絕大部分外界信息的視覺器官。研究顯示，不同譜域的光輻射如紫外光、可見光以及紅外光等，在輻射接收過度情形下會對視網膜造成程度不同的危害，輻射頻率越高，危害越大，如典型的醫學藍光危害等。其它較強的光輻照危害還包括：皮膚灼傷、視網膜黃斑損傷、暫時性或不可恢復的視力減退 甚至永久失明等。擺脫包括上述危害的一個有效方式是為光敏結構附加光學透過率受控裝置。迄今為止，采用光學薄膜調控光通量技術，已呈現快速發展趨勢，典型進展包括：電致調光薄膜，熱致調光薄膜，氣致調光薄膜以及相變調光薄膜等。電調光薄膜技術以其驅控靈活和兼容標準微電子工藝等特征，受到廣泛關注。

盡管目前電調光薄膜技術在薄膜制備，改善和增強光學及電光性能以及拓展應用等方面獲得了長足進步，針對日益凸顯的快速調光、精細調變、更好的光學穩定性、更佳的譜適用性等需求，仍顯示能力不足。歸結起來主要有：(一)基于材料電致熱物性的調光薄膜因熱慣性僅具備慢調光能力，并且易出現環境或光熱效應誘導的光學不穩定現象，難以實施精細控熱操作，在目前皮秒級激光技術在工業界已獲得廣泛應用，飛秒級激光技術在科研領域已成為常規手段這一情形下，更無法有效發揮作用；(二)基于電致物理變化的電調光薄膜，如典型的液晶架構，其電調光響應仍顯緩慢，在強光作用下易飽和甚至會出現結構損傷；(三)基于電致物理化學效應的電調光薄膜，如典型的驅控特殊氣體分子產生受控的物理化學變化，同樣存在調光速度低，光強變動范圍有限，僅適用于特定譜域，難以執行精細調節等缺陷；(四)其它諸如通過構建特殊干涉或衍射光場激勵特定輸運形態光場的調光操作，一般均存在較強的波譜和偏振選擇性與依賴性，電調操作難以在較寬譜域內展開。總之，發展適用于快速、偏振不敏感、驅控精細靈活的調光架構，仍是目前進一步發展電調光薄膜技術的熱點和難點問題。

技術實現要素：

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種雙路電控納線簇電極的電調光透射薄膜，其目的在于，實現入射波束其光透過率的精細電控調變，適用于寬譜及較強束傳輸功率情形，具有偏振不敏感、調光響應快等特點。

為實現上述目的，按照本實用新型的一個方面，提供了一種雙路電控納 線簇電極的電調光透射薄膜，包括頂面陰極、圖案化公共電極、金屬納膜陰極、一對電絕緣膜、以及一對光學介質層，上電絕緣膜設置在電調光透射薄膜的頂部，下電絕緣膜設置在電調光透射薄膜的底部，頂面陰極設置在上電絕緣膜和上光學介質層之間，光學介質層分別設置在頂面陰極和金屬納膜陰極的光入射面和光出射面上，用于隔離及保護陽極和陰極，圖案化公共電極是由多個納線結構以陣列形態高密度排布構成。

優選地，圖案化公共電極是由與頂面陰極同材質的透光的納米厚度材料制成，并由基于納米尺度間隔且高密度排布的納線簇構成。

優選地，在電調光透射薄膜的頂面陰極上光入射面的邊緣處設置有電引線微焊區，用以接入一根金屬電引線。

優選地，在電引線微焊區的附近還設置有第二電引線微焊區，用以接入另一根金屬電引線，該第二電引線微焊區與頂面陰極電絕緣。

優選地，頂面陰極上還設置有陽極指示符，用以指示頂面陰極的位置。

優選地，在金屬納膜陰極外表面與第一電引線微焊區相對應的邊緣處同樣設置有第三電引線微焊區，用以接入第三根金屬電引線。

優選地，納線結構包括直線陣、彎曲直線陣、弧線陣、矩形、均勻網孔線陣、同心圓及同心橢圓線陣。

總體而言，通過本實用新型所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果：

1、通過基于納米尺度間隔高密度排布納線簇構成圖案化公共電極并進一步與配置在其上端和下端的頂面陰極和底面金屬納膜陰極實現介電耦合，構成可精細電控光透過率的控光薄膜架構；

2、通過在薄膜上加載雙路獨立的時序電壓信號并分別對其幅度、頻率和占空比進行匹配性調節，對入射光波實施精細的電調透過率控光操作

3、采用雙路獨立電信號相互匹配加載方式呈現控制靈活，控光調節可精細化，驅控穩定以及環境適應性好的優點；

4、薄膜結構呈現與其它光學、光電或電子學結構易于耦合的特點；

5、具有適用于寬譜及較強束傳輸功率、偏振不敏感以及調光響應快的特點。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的雙路電控納線簇電極的電調光透射薄膜主要呈現正面一端的結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例的雙路電控納線簇電極的電調光透射薄膜主要呈現背面一端的結構示意圖；

圖3是本實用新型實施例的雙路電控納線簇電極的電調光透射薄膜的剖面結構示意圖；

圖4是本實用新型實施例的雙路電控納線簇電極的電調光透射薄膜的電極結構形態及電極配置示意圖。

在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構，其中：

1-第一電引線微焊區，2-第二電引線微焊區，3-頂面陰極端，4-陽極指示符，5-電調光透射薄膜；6-第三電引線微焊區，7-底面金屬納膜陰極端，8-上電絕緣膜，9-下電絕緣膜，10-上光學介質層，11-下光學介質層，12-圖案化公共電極12。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

圖3是本實用新型實施例的雙路電控納線簇電極的電調光透射薄膜的剖面結構示意圖。如圖所示，該電調光透射薄膜包括由透光的納米厚度材料(如典型的ITO材料)制成的頂面陰極3、圖案化公共電極12、金屬納膜 陰極7、一對電絕緣膜8和9、以及一對光學介質層10和11。

上電絕緣膜8設置在電調光透射薄膜的頂部，下電絕緣膜9設置在電調光透射薄膜的底部。

頂面陰極3設置在上電絕緣膜8和上光學介質層10之間。

光學介質層10和11分別設置在頂面陰極3和金屬納膜陰極7的光入射面和光出射面上，用于隔離及保護陽極和陰極。

圖案化公共電極12是由與頂面陰極3同材質的透光的納米厚度材料制成，并由基于納米尺度間隔且高密度排布的納線簇構成。

圖1是本實用新型實施例的雙路電控納線簇電極的電調光透射薄膜主要呈現頂面陰極端的結構示意圖，圖2是本實用新型實施例的雙路電控納線簇電極的電調光透射薄膜主要呈現底面金屬納膜陰極端的結構示意圖。如圖所示，在電調光透射薄膜的頂面陰極3上光入射面的邊緣處設置有一個電引線微焊區1，用以接入一根金屬電引線；在電引線微焊區1的附近還同時設置有一個第二電引線微焊區2，用以接入另一根金屬電引線，該電引線微焊區與頂面陰極3電絕緣；另外頂面陰極上設置有一個陽極指示符4，用以指示頂面陰極3的位置；在金屬納膜陰極7外表面與第一電引線微焊區1相對應的邊緣處同樣設置有一個第三電引線微焊區6，用以接入第三根金屬電引線。

在加電態下，雙路獨立的時序電壓信號V₁和V₂被分別加載在圖案化公共電極與頂面陰極及底面金屬納膜陰極上，從而在頂面陰極和底面金屬納膜陰極上分別激勵出具有亞微米尺度且銳化程度可調變的陣列化納電場，如圖所示的沿底面金屬納膜陰極表面分布的局域電場E_面和垂直陰極表面的局域電場E_垂所構成的局域銳化電場E₁＝E_面+E_垂，以及局域輔助控制電場E₂；在頂面陰極中所激勵的納電場情況與底面金屬納膜陰極中的情形類似；頂面陰極與底面金屬納膜陰極上可自由移動的電子被電極間所激勵的納電場驅控，向各納電場中具有最強場強的部位聚集，從而改變頂面陰極和 底面金屬納膜陰極上的自由電子分布密度及其分布形態，有自由電子聚集的部位其光透過率將顯著降低，缺少自由電子的部位其光透過率則將顯著增強，從而綜合實現薄膜的電調光透過率功能；通過匹配性調變雙路電壓信號，可對頂面陰極和底面金屬納膜陰極上所激勵的電場進行微調變，實現透射光波的微調節；在斷電態下，電子在上下陰極及圖案化公共電極上均勻分布從而呈現薄膜的本證光透射屬性。通過調變所加載的雙路時序電壓信號幅值，相應于調節陰陽電極間所激勵的空間電場，從而調節陰極表面處的電子分布密度及其分布形態，對入射光波執行電調透過率操作；通過調變所加載的時序電壓信號的頻率或占空比，控制對入射光波執行電調透過率操作的時長。

圖4是本實用新型實施例的雙路電控納線簇電極的電調光透射薄膜的圖案化電極結構形態及電極配置示意圖。如圖所示，圖案化公共電極由制作在透明導電材料如典型的ITO電極材料上的多種納線結構以陣列形態高密度排布構成，包括典型的直線陣、彎曲直線陣、弧線陣、矩形及均勻網孔線陣、同心圓及同心橢圓線陣等，頂面陰極同樣由制作圖案化公共電極所采用的相同的透明導電材料如典型的ITO電極材料制成。

下面結合圖1至4說明本實用新型實施例的雙路電控納線簇電極的電調光透射薄膜的工作過程。首先將兩根金屬電引線分別壓焊在頂面陰極和底面金屬納膜陰極的電引線微焊區上，將另一根金屬電引線同樣壓焊在第二電引線微焊區上。將兩路具有特定幅度、頻率和占空比的時序電壓信號通過頂面陰極金屬電引線和圖案化公共電極金屬電引線，以及底面金屬納膜陰極金屬電引線和圖案化公共電極金屬電引線分別加載在調光薄膜上，正電端均加載在圖案化公共電極上，兩個負電端分別加載在頂面陰極和底面金屬納膜陰極上，此時調光薄膜以特定光透過率引導入射光波穿過薄膜。通過匹配調變所加載的雙路時序電壓信號幅度，調整所允許通過的光通量。通過改變所加載的具有特定幅度的時序電壓信號的頻率或占空比，改變調光 操作的有效工作時長。調光薄膜對通過頂面陰極或底面金屬納膜陰極入射的光波具有相同的控光效能。

本實用新型的雙路電控納線簇電極的電調光透射薄膜，通過采用雙路可調頻、調幅及調占空比的時序電壓信號，精細控制調光薄膜的光波透過率，具有適用于寬譜波束、偏振不敏感、調光響應快等特點。

本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。